Технология лазерной сварки: наиболее важные моменты
Опубликовано: 06.09.2018
На сегодняшний день существует тщательно проработанная технология лазерной сварки.
Тем не менее, широкого применения она пока что не получила, что объясняется соображениями исключительно экономического характера.
KAZ: Pushing The Virtual Divide
Процесс соединения металла лазером
Стоимость сварочных работ в таком случае довольно высока, а потому требуется проведение детального анализа на предмет использования именно лазерной сварки.
В каких случаях применяется лазерная разновидность сварки?
Во-первых, при необходимости получения в результате сварочных работ таких конструкций, размеры и форма которых должны сохраняться практически неизменными. Во-вторых, если нужно значительно увеличить производительность. Лазерная сварка может осуществляться на высоких скоростях – 100-200 м/ч, что существенно превышает скорость традиционных видов сварки. В-третьих, лазерная сварка незаменима тогда, когда изготавливается конструкция с труднодоступными швами.Технология лазерной сварки различается в зависимости от того, конструкция из какого именно металла подлежит соединению.
Сварка сталей
Лазерная сварка стальных деталей требует, прежде всего, очищения рабочей поверхности. Удалить следует ржавчину, окалины, иные загрязнения и влагу. В противном случае эти элементы спровоцируют возникновение оксидных включений и пористости. В отдельных случаях возможно образование холодных трещин в самом шве, а также в зоне термического воздействия вследствие насыщения водородом.
Зачистку стальных поверхностей осуществляют при помощи щеток из нержавейки. Важно очищать не только непосредственный участок, где будет осуществляться сварка, но и прилегающие к нему со всех сторон области размером 10-15 мм. Необходимо обеспечить и обезжиривание места соединения.
Лазерная установка
Следующий важный момент – не рекомендуются при сборке под сварку прихватки. При необходимости они (прихватки) выполняются лазерным лучом.
Если вести речь о соединении, то лазерная обработка обычно предполагает стыковое соединение. Что касается замковых и нахлесточных соединений, то прибегать к их использованию не рекомендуется в силу того, что стали высокочувствительны к концентраторам напряжений.
Алюминиевые и магниевые сплавы
Лазерная сварка металлов и сплавов таких, как алюминий и магний, предполагает учет важных нюансов. Сопряжены они со спецификой самих металлов, проявляемой при взаимодействии с газами окружающей среды. Определенную роль играет испарение легирующих элементов, возникновение на поверхности панны оксидной пленки.
Лазерный луч, будучи концентрированным источником энергии, отлично справляется с описанными трудностями, следовательно, лазерное оборудование является отличным вариантом.
Алюминиевые и магниевые поверхности при сварке лазером подлежат тщательной подготовке, включающей в себя механическую отработку, обязательное травление с осветлением впоследствии, промывку горячей водой и зачистку при помощи шабера непосредственно перед соединением.
Лазерная сварка в рассматриваемом случае производится в среде защитных газов. Общая рекомендация – это применение гелия в целях защиты сварочной ванны (ее верхней части). Для корневой же части шва допускается использование аргона.
Детали соединенные лазером
Лазерная обработка алюминиевых сплавов предполагает учет еще одной специфической особенности: металл расплавляется исключительно при определенных показателях уровня и плотности мощности.
Что касается технологии соединения магниевых сплавов, то здесь лазерная обработка гарантирует возможность проведения сварочных работ без подкладок.
Соединяем титан
Сварка титановых сплавов характеризуется рядом следующих трудностей:
Высокий уровень химической активности металла, проявляемый при повышенных температурах (особенно при нахождении в расплавленном состоянии); Склонность к росту зерна, отмечаемая при высоких температурах (от 330 градусов); Склонность к возникновению холодных трещин, которая проявляется при высоком уровне содержания в самом шве газовых примесей, особенно водорода.Как и в случае с соединением алюминиевых и магниевых конструкций, все перечисленные сложности без проблем преодолевает соответствующее оборудование, которым осуществляется лазерная обработка. Важно лишь качественно подготовить поверхность к работе: обработать механически (либо воспользоваться пескоструйной и дробеструйной обработкой), обеспечить химическое травление, дальнейшее осветление и промывку.
Защита поверхности шва обеспечивается гелием. Также может использоваться аргон (в целях защиты остывающей поверхности).
Дополнительные сведения
При осуществлении лазерных работ используется оборудование двух разновидностей: твердотельное и газовое. Первый вид применяется для соединения мелких деталей, для второго же характерна большая мощность. Конкретное оборудование подбирается с учетом специфики предстоящих сварочных работ.
Немаловажной составляющей является обеспечение безопасных условий. Это предполагает установку защитных кожухов, наличие схемы лазерноопасной зоны. Регулярно следует проверять оборудование.
Тщательное соблюдение технологии позволяет добиться высоких с точки зрения качества результатов. Поэтому лазерная сварка является эффективным способом осуществления сварочных работ.